Diapositiva 1

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FECUNDACION
DR. FERNANDO CENTURIÓN CASTRO
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INTRODUCCION

• El desarrollo de los organismos multicelulares
  comienza con la fusión de los gametos.
• El óvulo como el
• espermatozoide deben sufrir una serie de cambios
  necesarios para que esto ocurra.

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Sitio de depósito del semen

• Vagina (humanos, ganado, conejos)
• Útero (yeguas, cerdos, roedores)
• Ligera variación entre especies en el número
  total de aquellos que alcanzan el oviducto.
• Típicamente, solo unos pocos cientos o miles de
  espermatozoides alcanzan el oviducto (lt1)

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• El espermatozoide inicia su capacitación desde su
  tránsito en el aparato reproductor femenino.

• Cambios metabólicos en el istmo, almacenamiento
  de espermatozoides con capacidad de fecundar

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TIEMPOS DE LLEGADA DE LOS ESPERMATOZOIDES AL
LUGAR DE FECUNDACIÓN
TIEMPO 20 min a 5 h 2.5 m a 6-12 h 4-7 h 3-4 h

• ESPECIE
• OVEJA
• VACA
• TERNERA
• CONEJA

Las prostaglandinas aceleran la progresión de los
espermatozoides La progesterona la retarda (no
crea condiciones favorables) Espermatozoides
fagocitados en luz uterina Fondo de glándulas
endometriales (fagocitosis)
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Previo a la fecundación

• Maduración
• Transporte

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Transporte de espermatozoides en el tracto
genital de la cerda
Un número suficiente de espermatozoides, para
asegurar la fecundación, se encuentra en el
reservorio del istmo 1 hora después de la
deposición del semen (Hunter, 1981)
Sólo unos miles de espermatozoides colonizan el
reservorio del istmo (una hora después del
deposito del semen).
Cien o doscientos mil espermatozoides alcanzan la
UUT.
Los espermatozoides que no son capaces de
alcanzar el reservorio en el momento adecuado son
eliminados por reflujo o por fagocitosis, la cual
se observa 2 horas después de la IA (Pursel et
al., 1978)
Miles de millones de espermatozoides son
depositados en el tracto reproductivo durante la
cubrición natural (100 x 109/250 mL plasma
seminal) o la IA (3 x 109/100 mL diluyente).
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30-60 billion spermatozoa
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Transporte de espermatozoides

• Moco cervical acuoso
• Hebras mucina paralelas
• Motilidad
• Contracciones uterinas

• Pasaje a través del canal cervical, de la parte
  distal del útero hacia el oviducto ocurre en unos
  pocos minutos

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CAPACITACION ESPERMATICA

• Para que ocurra el espermatozoide debe permanecer
  en el aparato reproductor femenino.

• Ocurre en el segmento más bajo del istmo,
  donde los espermatozoides con capacidad de
  fecundar se almacenados.

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CAPACITACIÓN ESPERMATICA

• Incluye una modificación en las propiedades de la
  membrana plasmática que le confieren al
  espermatozoide la capacidad de responder a los
  estímulos externos que desencadenan la reacción
  acrosomal.

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Capacitación espermáticaProceso lento, de
etapas múltiples, que envuelve la alteración de
la fluidez de la membrana y la relocalización de
proteínas intrínsecas precedentes a cambios
específicos en patrones de motilidad
(hiperactivación) y que es permisiva de la
exocitosis acrosomal (RA).
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Capacitación

• Remoción de proteínas plasmáticas
• Reorganización de proteínas y lípidos de
  membranas
• Afluencia de calcio extracelular
• Incremento del AMPc
• Disminución del pH intracelular
• Desestabilización de la membrana
• espermática que lo prepara para
• la reacción acrosomal.

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• CAMBIOS METABOLICOS
• HIPERACTIVACION
• CAMBIOS EN NIVELES DE Ca
• CAMBIOS EN VALOR DE pH
• CAMBIOS EN NIVELES DE AMPc

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CAPACITACIÒN ESPERMATICA
Causa cambios acrosomales necesarios para que
el espermatozoide penetre en las estructuras del
óvulo
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Cambio del patrón de motilidad de los
espermatozoides
El cambio del patrón de motilidad, de una
trayectoria direccional a una no direccional
(hiperactivaciòn) del espermatozoide, lo capacita
para facilitarle la fertilización
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CAPACITACIÒN ESPERMATICA
Movimiento no hiperactivo de los esp.
Movimiento hiperactivo de los esp.
Movimiento en transición de los esp.
Stachecki et al (1994).
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Estabilidad de la membrana plasmática

• Capacitation status
• Chlortetracycline (CTC)

uncapacitated reacted
capacitated
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Capacitación Espermática
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Reacción acrosomal

• Evento de exocitosis importante que le permite al
  espermatozoide fecundar al óvulo.

• Fusión membrana citoplásmica con acrosomal
  externa.
• Vesiculación.
• Expulsión del contenido acrosomal.
• Exposición de enzimas d membrana acrosomal
  interna.

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• 2.- REACCIÓN ACROSÓMICA
• Presenta adherencias entre su propia membrana
  plasmática y la membrana superficial, formándose
  unos poros por los que se liberan las enzimas que
  contiene
• LISINAS (hialuronidasa)
• ACROSINA (lisina de la zona pelúcida)
• FOSFOLIPASA A
• 3.- Formación del filamento acrosómico
• La membrana interna del acrosoma se evierte y
  forma unos
• tubulos que van a llegar a contactar con la
  membrana ovular.
• Aumento en la motilidad del espermatozoide

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(No Transcript)
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REACCIÓN ACROSOMAL
El incremento de la concentración intracelular
de Ca es uno de los eventos centrales durante la
RA.
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REACCIÓN ACROSOMAL

• El factor inductor de la RA es una glucoproteína
  de la zona pelúcida del óvulo, conocida como ZP3.

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REACCIÒN ACROSOMAL

• La ZP3 es capaz de reproducir el aumento en Ca
  que precede a la exositosis acrosomal.

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Reacción acrosomal

• Glicoproteínas (integrinas, proteína de
  anclaje-GPI, CD9) en la zona pelúcida funcionan
  como los receptores a espermatozoides

• fertilina a, fertilina ß, cyritestina, DE, son
  probablemente las proteínas que se unen a dichos
  receptores

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(No Transcript)
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REACCIÓN ACROSOMAL (RA).

• La RA consiste en la fusión de la membrana
  plasmática del espermatozoide con la membrana
  externa del acrosoma seguida por una vesiculaciòn
  sobre el segmento anterior del acrosoma.

• La fusión y vesiculaciòn del acrosoma da lugar a
  la liberación de enzimas hidroliticas
  (hialuronidasa y acrosina) para penetrar las
  capas del óvulo.

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REACCIÓN ACROSOMAL

• Depende de la composición iónica del medio e
  involucra aumentos en la permeabilidad a
  distintos iones, por lo que el espermatozoide
  sufre alcalinización y cambios en el potencial de
  membrana

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(No Transcript)
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fecundación

• Unión de dos gametos haploides para reconstituir
  una célula diploide, una célula con el potencial
  de convertirse en un nuevo individuo.
• No es un evento simple más bien, consta de una
  serie de pasos que inician cuando el óvulo y el
  espermatozoide entran en contacto y finaliza con
  la unión de los genomas haploides.

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Unión de espermatozoides a la zona pelúcida (ZP)
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La proteína espermática capaz de reconocer estos
residuos azucarados sp56. La unión permeabiliza
el acrosoma a los iones calcio y se produce la
exocitosis de su contenido (base reacción
acrosómica).
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Sitio de unión

• Región ecuatorial (post-acrosomal) de la cabeza
  del espermatozoide, por efecto de la fertilina y
  otras proteínas.

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Zona pelucida

• La zona pelucida del mamífero se compone de tres
  glicoproteínas, que son producto de tres genes de
  la zona pelucida denominadas
• Genes de ZPA (mZP1)
• Genes de ZPB (mZP2)
• Genes de ZPC (mZP3)

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ZP2 y ZP3 se alternan para formar estructuras
fibrosas gruesas ZP1 forma unos cortos y
delgados filamentos dobles que a modo de puentes
mantienen las fibras anteriores unidas entre si,
similar peldaños escalera. ZP3 cuenta con
residuos azucarados (O-ligados y N-ligados).
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Fusión

• La fusión de las membranas y vesiculación expone
  el contenido acrosomal.
• Serina, proteasa y acrosina.
• Fuerza propulsiva de la
• cola del espermatozoide.

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(No Transcript)
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Insensibilización de la zona pelúcida

• Los receptores espermáticos en la ZP son
  destruidos, por lo que los demás espermatozoides
  no serán capaces de unirse, permitiendo que solo
  uno fertilice el óvulo

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Insensibilización de la zona pelúcida

• Los espermatozoides que no han alcanzado
  atravesar la zona pelúcida son bloqueados en su
  camino.

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Reacción cortical

• Masiva exocitosis de gránulos corticales
• Proteasas, que difunden al interior de la zona
  pelúcida
• Alteración de la estructura de la ZP, induciendo
  lo que es conocido como la zona de reacción.

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Zona de reacción

• Alteración en la estructura de la zona pelúcida
  catalizada por proteasas de los gránulos
  corticales
• Representa el mayor bloqueo de la polispermia en
  la mayoría de los mamíferos

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REACCIÓN CORTICAL Y BLOQUEO POLIESPERMIA
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REACCIÓN CORTICAL

• En cuanto el acrosoma del espermatozoide contacta
  con el huevo, se altera el citoplasma periférico
  del óvulo.
• Formación del cono de fecundación
• Liberación de los gránulos corticales del ovocito

MODIFICACIONES BIOQUÍMICAS
Rápido aumento en las necesidades de oxígeno,
ligado a un fenómeno de oxidación de la ZP3
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ACTIVACIÓN OVULAR
La cabeza del espermatozoide atraviesa
oblicuamente y se pone en contacto con la
membrana ovular (bloqueo de poliespermia). La
activación ovular comprende -Una reacción
cortical -Modificaciones bioquímicas
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FUSIÓN DE LAS CÉLULAS

• Comienza con la fusión de la membrana interna del
  acrosoma con la membrana plasmática del ovocito.
• Desorganización de los fosfolipidos de las
  membranas en contacto y se reorganizan en forma
  de micelas.
• Expulsión del 2o. Cuerpo polar hacia el espacio
  perivitelino.
• Unión de pronúcleos.

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Activación del oocyto

• La unión con el espermatozoide
• Incremento en la concentración intracelular de
  Ca2
• Terminación de la segunda división meiótica
• Reacción cortical

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Fecundación

• La cabeza del espermatozoide es incorporada al
  citoplasma del ovulo
• Recondensación
• La envoltura nuclear del espermatozoide se
  dispersa, y la cromatina rápidamente se suelta de
  su paquete

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Fecundación

• Pronúcleo
• La cromatina de ambos, espermatozoide y óvulo,
  son encapsulados en una membrana nuclear
• Cada pronúcleo contiene un genoma haploide.
• Migran al mismo tiempo, sus membranas se
  disuelven, y los dos genomas se condensan en
  cromosomas, con lo cual reconstituyen un
  organismo diploide.

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ACTIVACIÓN OVULAR

• ESPERMATOZOIDEMEMBRANA
• (Óvulo) activación de Proteína G, (P.G) capaz de
  fijar GTP.
• P.G. activa una fosolipasa C
• Inositol permite liberación de Ca.
• ?iones de Ca, junto con el ? pH intracelular
  (activación ovular)
• Proteína quinasa C activa una ATP-asa
  (intecambio de iones de Na, H) ? de pH (6.7 a
  7.2)

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CONTENIDO DEL ACROSOMA
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Conclusión
La hiperactivación espermática y la reacción
acrosomal, como mecanismos que dirigen la
capacitación, dependen principalmente de los
elevados niveles intracelulares de Ca, el aumento
del pH interno y la acción de proteínas de
membrana entre ellos los que constituyen los
canales de Ca, la proteina G, la fosfolipasa C
(PLC) y la adenilato ciclasa, constituyen la
condicion basica para la penetración del
espermatozoide al ovocito.
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APROXIMACIÓN DE LOS GAMETOS

• El óvulo es una célula estática, que
  inmediatamente tras la ovulación esta rodeado de
  la zona pelúcida.
• Los espermatozoides progresan al lugar de
  fecundación.
• En rumiantes las contracciones vaginales acercan
  los espermatozoides hacia la abertura vaginal del
  cuello uterino, donde progresan hacia las trompas
  ayudados por las contracciones uterinas (OT).

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Penetración de ovocitos in vitro
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Maduración de los espermatozoides

• Los esp. desarrollan su capacidad inicial de
  fecundar óvulos durante su transporte por el
  epidídimo.